淺談醫院手術部凈化空調系統節能設計

　　【摘 要】本文結合工程實例，介紹了一些醫院潔凈手術部凈化空調系統設計中的節能方法，包括優化手術部平面布局、合理劃分凈化空調系統、采用二次回風處理、在送風主管道安裝定風量閥、新風機組和凈化循環機組都采用變頻風機以及設定手術室過渡季節和非工作狀態的運行模式等。 

　引 言 

　　在進行醫院潔凈手術部的凈化空調系統設計時，在滿足醫院潔凈手術部要求的前提下，通過采取一些有效的節能方法，（如優化手術部建筑平面布局，合理劃分凈化空調系統，采用二次回風以及采用變頻風機，設定手術室過渡季節和非工作狀態的運行模式等），不僅可以提高醫院手術部凈化空調系統的運行管理水平，而且可以提高能源的綜合利用率，降低設備成本和運行費用，節約能耗。 
　　1.優化手術部建筑平面布局 
　　手術部由若干間手術室及為手術室服務的潔凈輔助房間組成。潔凈輔助用房又分為間接或直接為手術室服務。直接為手術室服務的功能用房包括一次性物品，無菌敷料及器械與精密儀器的存房室，麻醉準備室，刷手間，治療室和檢驗室等，為潔凈輔助用房，應設置在潔凈室內。非潔凈輔助用房應設置在潔凈手術部的非潔凈區域，主要包括辦公室，會議室，教學觀摩室，值班室等，優化手術部建筑平面布局的目的不僅是為了使手術部流程更加合理，更為了便于手術部的凈化空調在設計階段可劃分不同功能用房，并將一部分不必劃入潔凈區域的功能用房設計為舒適性空調，從而根據凈化空調和舒適性空調的設計標準的差異，通過降低這些功能用房的送風量或新風量，達到減少送風能耗的效果。 
　　2.合理劃分凈化空調系統 
　　根據手術部冷熱負荷的特點，對系統進行內外劃分。手術室及其輔房位于建筑平面內部，只有室內熱負荷，清潔走廊及手術室辦公輔房位于建筑平面外圍，存在通過外圍護結構的傳熱，夏季需要供冷，冬季需要供熱。這種內外分壓方式不僅便于管理，而且避免了在同一凈化空調系統內出現外壓需要供熱，內壓需要供冷，即同時供熱和供冷的現象，從空氣處理過程的角度出發，避免了冷熱抵消，從而達到節能的效果。 
　　3.采用二次回風以及采用變頻風機 
　　通過采用二次回風，有效利用回風的熱或冷，可以明顯降低設備運行成本，節約能耗。在新風機組和凈化循環機組上采用變頻控制。一方面，對于新風可根據手術室的運行情況對新風量進行變頻調節，保證各手術室凈化循環的新風量，在冬夏季工作班運行模式按設計工況新風量運行，在非工作模式按維持手術室正壓狀態所需要的最小風量運行，在過渡季工作運行模式按最大新風量運行。 
　　對于循環凈化機組采用變頻風機，一方面保證了在送風末端高效過濾器阻力逐漸增加的過程中穩定風量。另一方面，通過使用變頻，有效控制風機上能量的損耗，可達到最優化。 
　　4.設定潔凈手術室非工作狀態和過渡季的運行模式 
　　潔凈手術室的運行模式分為冬夏季工作運行模式，非工作運行模式和過渡季工作運行模式。對處于非工作運行模式的手術室，當手術部中只有部分手術室工作期間，只需運行部分手術室的凈化循環空調機組和新風機組，對于其他非工作的手術室只輸送少量新風維持其正壓狀態，在手術室非工作期間，可大大降低手術部的濕度要求，關閉手術室的凈化空調系統，只輸送少量新風以維持其正壓。 
　　對于處于過渡季工作運行模式的手術室利用春秋兩季新風焓值低于或高于室內空氣焓值的特點，適當加大新風量，利用新風代替冷源可以縮短空調運行時間，從而達到節能的效果。雖然過渡季節加大新風量將增加新風機組電耗及初中效過濾器的負荷，但總體來講仍然可節約能耗和運行費用，是目前凈化空調系統常用的節能措施。其次，在凈化空調系統運行時，針對其所消耗的主要能量，采取一些節能措施，也可達到節能的目的。 
　　4.1通過定期清潔或更換初中效過濾器，降低其阻力，節約能耗。 
　　4.2根據實際環境變化改變潔凈手術室要求的溫、濕度基數，使之最優化避免能量損耗。 
　　4.3根據需要減少系統的送風量或排風量，在非工作時間，采用值班風機運行，關閉系統中新風機、循環風機和排風機，以降低能耗。 
　　4.4加強系統的密封，減少凈化空調系統和空調機組的漏風量，減少能量損耗。 
　　5.運行節能對策 　　空調系統中，運行節能是實現空調系統節能的最后環節。以下是作者依照運行經驗建議采納、應用的節能對策。 
　　5.1 依照手術室的熱動態特性設定預冷（預熱時間） 
　　遵照手術室的恒溫要求，考慮到手術室和空調系統的熱慣性，應在手術前提前啟動空調系統預冷（預熱），待到手術開始時穩定在設定溫度。熱慣性小的房間溫度響應很快，所需開機預冷（預熱）的時間較短。所以，測定了手術室的熱動態特性，方可掌握預冷（預熱）所必要的時間，從而使得將空調機組的無效運行時間減少到最低限度。 
　　5.2 依照壓差動態制訂過濾器維護籌劃 
　　過濾器的阻力對空調機組的能耗涉及很大，準時進行過濾器清洗或更換，既能減少風阻、減少能耗又可延長其應用壽命。為保持潔凈效果，要定期清洗或更換過濾器。比如，每兩周至一個月取下過濾網清潔一次。當壓差在設計允許范圍之內時，可不必對過濾器進行維護，當壓差達到臨界點附近時，再對過濾器采取相應的維護對策。 
　　5.3依照室外環境條件允許設定運行模式 
　　在過渡季節室外溫濕度適宜的時候，適當加大凈化空調系統的新風量，應用新風替代冷源可以縮短空調機的運行時間，從而達到節能的效果。雖然過渡季加大新風量將增加新風機組的風機電耗及初、中效過濾器的負荷，但總體來講照樣節省能耗和運行費用，是現在凈化空調系統常用的節能對策。 
　　5.4 應用智能化控制器控制空調系統運行 
　　為了實現上述手術室凈化空調系統的節能運行，依靠人工操縱是不實際的。所以，應用智能化的空調系統控制技術是必然的選擇。應用智能化的控制系統，不但可以對過濾器實時壓差數據檢測，達到臨界點時報警，并且還能夠依照壓差的變化趨勢預報維護過濾器的時間，甚至可以依照壓差的數據調整變頻風機的轉速；應用智能化的控制器，可以依照室外環境條件允許，自動調整系統的運行模式，比如在過渡季節控制風閥執行器加大新風比例，充分應用新風的能量。另外，應用智能化控制器的通信接口，可以實現多機組的遠程集中控制，這在提升醫院凈化空調系統的管理方面有十分重要的意義。 
　　結 語 
　　醫院手術室的凈化空調系統，不僅承擔著室內溫濕度、壓差、潔凈度，更承擔著降低室內細菌濃度，保護患者切口，防止感染的職責。高質量的凈化空調系統是高質量手術室的重要保證。但是在保證高質量凈化空調的同時，還應該從節能的方面考慮，爭取用最少的能耗，設計出高效、易于調節的空調系統。